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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein poröses Tintenstrahlaufzeichnungselement
und ein Druckverfahren zu dessen Verwendung.
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In
einem typischen Tintenstrahlaufzeichnungs- oder Tintenstrahldrucksystem
werden Tintentröpfchen aus
einer Düse
mit hoher Geschwindigkeit auf ein Aufzeichnungselement oder Aufzeichnungsmedium
ausgestoßen,
um ein Bild auf dem Medium zu erzeugen. Die Tintentröpfchen oder
die Aufzeichnungsflüssigkeit
umfassen im Allgemeinen ein Aufzeichnungsmittel, wie einen Farbstoff
oder ein Pigment, und eine große
Menge an Lösungsmittel.
Das Lösungsmittel
oder die Trägerflüssigkeit
besteht typischerweise aus Wasser und einem organischen Material,
wie einem einwertigen Alkohol, einem mehrwertigen Alkohol oder Mischungen
daraus.
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Ein
Tintenstrahlaufzeichnungselement umfasst typischerweise einen Träger, auf
dessen mindestens einer Oberfläche
eine Tintenempfangsschicht oder Bildempfangsschicht angeordnet ist,
und es umfasst derartige Schichten, die zur Aufsichtbetrachtung
vorgesehen sind und einen lichtundurchlässigen Träger aufweisen, sowie derartige
Schichten, die zur Durchsichtbetrachtung vorgesehen sind und einen
durchsichtigen Träger
aufweisen.
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Eine
wichtige Eigenschaft von Tintenstrahlaufzeichnungselementen ist
das schnelle Trocknen nach dem Druck. Zu diesem Zweck sind poröse Aufzeichnungselemente
entwickelt worden, die nahezu sofort trocknen, sofern sie eine ausreichende
Dicke und ein ausreichendes Porenvolumen aufweisen, um die flüssige Tinte
wirksam aufnehmen zu können.
Ein poröses
Aufzeichnungselement lässt
sich beispielsweise im Gießstreichverfahren
herstellen, wobei eine partikelhaltige Beschichtung auf einen Träger aufgebracht
und in Kontakt mit einer polierten, glatten Oberfläche getrocknet
wird.
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Bei
der Herstellung eines porösen
Aufzeichnungselements ist es schwierig, gleichzeitig das Aussehen der
Empfangsschichtoberfläche
und die Trocknungszeiten zu optimieren. Ein gutes Aussehen der Empfangsschichtoberfläche erzielt
man, wenn diese Oberfläche
praktisch rissfrei ist und einen hohen Glanz aufweist. Eine rissfreie
Empfangsschichtoberfläche
und hoher Glanz lassen sich eigentlich nur erreichen, indem man der
Bildempfangsschicht mehr Bindemittel zusetzt. Allerdings erhöht sich
durch Zusatz von mehr Bindemittel die Trocknungszeit, da sich die
Poren der Bildempfangsschicht mit Bindemittel füllen. Es ist daher schwierig, eine
Bildempfangsschicht zu erzeugen, die einerseits eine rissfreie,
glänzende
Oberfläche
aufweist und andererseits schnell trocknet.
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Wird
ein poröses
Aufzeichnungselement mit farbstoffbasierenden Tinten bedruckt, durchdringen
zudem die Farbstoffmoleküle
die Auftragsschichten. Ein Nachteil dieser porösen Aufzeichnungselemente besteht jedoch
darin, dass die optischen Dichten der darauf gedruckten Bilder niedriger
als gewünscht
sind. Die niedrigeren optischen Dichten werden auf optische Streuung
zurückgeführt, die
auftritt, wenn die Farbstoffmoleküle zu tief in die poröse Schicht
eindringen. Es ist daher sehr schwierig, eine Bildempfangsschicht
zu erzeugen, die einerseits eine rissfreie, glänzende Oberfläche aufweist
und andererseits schnell trocknet und die zudem beim Bedrucken eine
hohe Bilddichte aufweist.
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EP 1,002,660 betrifft ein
poröses
Tintenstrahlaufzeichnungselement aus feinen Partikeln, einem hydrophilen
Bindemittel und einem wasserlöslichen,
kationischen Polymer. Ein Nachteil dieses Elements ist allerdings,
dass die Dichte eines Bildes, das auf ein derartiges Element mit
einem wasserlöslichen,
kationischen Polymer gedruckt wird, niedriger als wünschenswert
ist.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein poröses Tintenstrahlaufzeichnungselement
bereitzustellen, das ein insgesamt gutes Aussehen mit hohem Glanz
und ohne Risse sowie eine sehr gute Trocknungszeit und beim Bedrucken
hohe Bilddichten aufweist. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Druckverfahren unter Verwendung des zuvor beschriebenen Elements
bereitzustellen.
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Diese
und andere Aufgaben werden mit der Erfindung gelöst, die ein Tintenstrahlaufzeichnungselement
mit einem Träger
umfasst, auf dem folgende Schichten in der genannten Reihenfolge
angeordnet sind:
- I) eine poröse Grundschicht,
die Partikeln mit einer primären
Partikelgröße von 7
bis 40 nm Durchmesser umfasst, die eine Aggregation von bis zu 300
nm bilden können
und die in einem Bindemittel dispergiert sind; und
- II) eine poröse
Bildempfangsschicht, die Folgendes umfasst:
a) Partikeln mit
einer primären
Partikelgröße von 7
bis 40 nm Durchmesser, die eine Aggregation von bis zu 300 nm bilden
können;
und
b) wasserunlösliche,
kationische Polymerpartikeln, die mindestens 20 Mol% eines kationischen
Beizmittelrestes umfassen;
wobei die Dicke von Schicht
I) zwischen 35 und 50 μm
und die Dicke von Schicht II) zwischen 2 und 6 μm liegt.
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Mit
der Verwertung der Erfindung wird ein poröses Tintenstrahlaufzeichnungselement
hergestellt, das ein insgesamt gutes Aussehen mit hohem Glanz und
ohne Risse sowie eine sehr gute Trocknungszeit und beim Bedrucken
hohe Bilddichten aufweist.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung betrifft ein Tintenstrahldruckverfahren mit folgenden Schritten:
- A) Bereitstellen eines Tintenstrahldruckers,
der auf digitale Datensignale anspricht;
- B) Beladen des Druckers mit dem zuvor beschriebenen Tintenstrahlaufzeichnungselement;
- C) Beladen des Druckers mit einer Tintenstrahltintenzusammensetzung;
und
- D) Bedrucken der Bildempfangsschicht mit der Tintenstrahltintenzusammensetzung
in Abhängigkeit
von den digitalen Datensignalen.
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Wie
bereits erwähnt
enthält
das erfindungsgemäße Aufzeichnungselement
eine bei dem Träger
angeordnete Grundschicht mit bestimmten Partikeln, deren Funktion
darin besteht, das Lösungsmittel
aus der Tinte zu absorbieren. Diese Partikeln können die gleichen wie die nachfolgend
beschriebenen a) Partikeln in der Bildempfangsschicht oder andere
Partikeln sein. Diese Grundschicht kann zudem ein Bindemittel enthalten,
beispielsweise eines der nachfolgend für die Bildempfangsschicht beschriebenen.
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Beispiele
für a)
Partikeln, die in der Erfindung verwendbar sind, umfassen Aluminiumoxid,
Boehmit, Ton, Calciumcarbonat, Titandioxid, gebrannten Ton, Aluminiumsilicate,
Siliciumdioxid, Bariumsulfat oder Polymerkörner. Die Partikeln können porös oder nicht
porös sein.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung sind die Partikeln metallische, vorzugsweise hochdisperse
Oxide. Zwar werden zahlreiche Arten anorganischer und organischer
Partikeln in verschiedenen Verfahren hergestellt und sind kommerziell
für eine Bildempfangsschicht
verfügbar,
aber um ein schnelles Trocknen der Tinte zu erreichen, ist die Porosität der Tintenempfangsschicht
unverzichtbar. Die zwischen den Partikeln gebildeten Poren müssen ausreichend
groß und
untereinander verbunden sein, so dass die Drucktinte weg von der
Oberfläche
schnell durch die Schicht tritt, um den Eindruck zu vermitteln,
dass die Oberfläche
schnell trocknet. Gleichzeitig müssen
die Partikeln so angeordnet sein, dass die zwischen ihnen gebildeten
Poren klein genug sind, um keine Streuung des sichtbaren Lichts
zu verursachen.
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Die
a) Partikeln können
in Form primärer
Partikeln oder in Form sekundärer,
angehäufter
(aggregierter) Partikeln ausgebildet sein. Die Anhäufungen
(Aggregate) setzen sich aus kleineren primären Partikeln von 7 bis 40
nm Durchmesser zusammen und bilden Klumpen von bis zu 300 nm Durchmesser.
Die Poren in einer getrockneten Beschichtung derartiger Aggregate
sind so bemessen, dass sie eine geringe optische Streuung, aber
ein ausreichendes Aufnahmevermögen
für Tinte
aufweisen.
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Bevorzugte
Beispiele hochdisperser metallischer Oxide, die erfindungsgemäß als a)
Partikeln verwendbar sind, umfassen Aluminiumoxid, Siliciumdioxid
und kationisches Siliciumdioxid.
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Hochdisperse
metallische Oxide stehen in trockener Form oder als Dispersionen
der zuvor genannten Aggregate zur Verfügung.
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Die
b) wasserunlöslichen,
kationischen Polymerpartikeln mit mindestens 20 Mol% eines kationischen, in
der Erfindung verwendbaren Beizmittelrests können in Form eines Latex, eines
wasserdispergierbaren Polymers, in Form von Perlen oder Kern-/Mantelpartikeln
vorliegen, worin der Kern organisch oder anorganisch und der Mantel
in beiden Fällen
ein kationisches Polymer ist. Derartige Partikeln können Produkte
der Additions- oder Kondensationspolymerisation oder einer Kombination
beider Verfahren sein. Sie können
linear, verzweigt, hyperverzweigt, gepfropft, statistische, geblockte
Polymere sein oder andere Polymermikrostrukturen aufweisen, wie
in der Technik bekannt ist. Sie können auch teilvernetzt sein.
Beispiele in der Erfindung verwendbarer Kern-/Mantelpartikeln werden
von Lawrence et al. in der US-Parallelanmeldung Nr. 09/772,097 mit dem
Titel „Ink
Jet Printing Method",
Docket-Nr. 81894HEC,
beschrieben. Beispiele in der Erfindung verwendbarer wasserdispergierbarer
Partikeln werden von Lawrence et al. in den beiden US-Parallelanmeldungen
Nr. 09/770,128 mit dem Titel „Ink
Jet Printing Method",
Docket-Nr. 81815HEC, sowie Nr. 09/770,127 mit dem Titel „Ink Jet
Printing Method",
Docket-Nr. 81817HEC, beschrieben. Beispiele für in der Erfindung verwendbare
Latexpartikeln sind in der Parallelanmeldung mit der Seriennummer
09/770,814 und dem Titel „Ink
Jet Recording Element" von
Bermel et al. (Docket 81820) beschrieben. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
umfassen die wasserunlöslichen,
kationischen Polymerpartikeln mindestens 50 Mol% eines kationischen
Beizmittelrestes.
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Die
in der Erfindung verwendbaren b) wasserunlöslichen, kationischen Polymerpartikeln
können
aus nichtionischen, anionischen oder kationischen Monomeren abgeleitet
sein. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
werden Kombinationen nichtionischer und kationischer Monomere verwendet.
Im Allgemeinen beträgt
die Menge des in der Kombination verwendeten kationischen Monomers
mindestens 20 Mol%.
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Die
verwendeten nichtionischen, anionischen oder kationischen Monomere
können
neutrale, anionische oder kationische Derivate von additionspolymerisierbaren
Monomeren umfassen, wie Styrole, Alpha-Alkylstyrole, von Alkoholen
oder Phenolen abgeleitete Acrylatester, Methacrylatester, Vinylimidazole,
Vinylpyridine, Vinylpyrrolidinone, Acrylamide, Methacrylamide, von
gerad- oder verzweigtkettigen Säuren
abgeleitete Vinylester (z. B. Vinylace tat), Vinylether (z. B. Vinylmethylether),
Vinylnitrile, Vinylketone, halogenhaltige Monomere, wie Vinylchlorid,
und Olefine, wie Butadien.
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Die
verwendeten nichtionischen, anionischen oder kationischen Monomere
können
auch neutrale, anionische oder kationische Derivate von kondensationspolymerisierbaren
Monomeren umfassen, wie diejenigen, die zur Herstellung von Polyester,
Polyethern, Polycarbonaten, Polyharnstoffen und Polyurethanen verwendet
werden.
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Die
in der vorliegenden Erfindung verwendeten b) wasserunlöslichen,
kationischen Polymerpartikeln können
mithilfe konventioneller Polymerisationstechniken hergestellt werden,
beispielsweise, aber nicht abschließend, Block-, Lösungs-,
Emulsions- oder Suspensionspolymerisation.
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Die
Menge der verwendeten b) wasserunlöslichen, kationischen Polymerpartikeln
sollte hoch genug sein, damit die auf das Aufzeichnungselement gedruckten
Bilder eine ausreichend hohe Dichte aufweisen, aber klein genug
sein, damit die von den Aggregaten gebildete und untereinander verbundene
Porenstruktur nicht verstopft wird. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung beträgt
das Gewichtsverhältnis der
b) wasserunlöslichen,
kationischen Polymerpartikeln zu den a) Partikeln zwischen 1:2 und
1:10, vorzugsweise 1:5.
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Beispiele
für b)
wasserunlösliche,
kationische Polymerpartikeln, die in der Erfindung verwendbar sind, sind
die in
US-A-3,958,995 beschriebenen.
Konkrete Beispiele dieser Polymere sind u. a.:
- Polymer A.
Copolymer aus (Vinylbenzyl)trimethylammoniumchlorid und Divinylbenzol
(Molverhältnis
87:13)
- Polymer B. Terpolymer aus Styrol, (Vinylbenzyl)dimethylbenzylamin
und Divinylbenzol (Molverhältnis 49,5:49,5:1,0)
- Polymer C. Terpolymer aus Butylacrylat, 2-Aminoethylmethacrylathydrochlorid
und Hydroxyethylmethacrylat (Molverhältnis 50:20:30)
- Polymer D. Copolymer aus Styrol, Dimethylacrylamid, Vinylbenzylimidazol
und 1-Vinylbenzyl-3-Hydroxyethylimidazoliumchlorid (Molverhältnis 40:30:10:20)
- Polymer E. Copolymer aus Styrol, 4-Vinylpyridin und N-(2-Hydroxyethyl)-4-Vinylpyridiniumchlorid
(Molverhältnis
30:38:32)
- Polymer F. Copolymer aus Styrol, (Vinylbenzyl)dimethyloctylammoniumchlorid),
Isobutoxymethylacrylamid und Divinylbenzol (Molverhältnis 40:20:34:6)
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung enthält
die Bildempfangsschicht zudem ein polymeres Bindemittel in einer
Menge, die nicht ausreicht, um die Porosität der porösen Empfangsschicht zu verändern. In
einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist das polymere Bindemittel ein hydrophiles Polymer, wie Poly(vinylalkohol),
Poly(vinylpyrrolidon), Gelatine, Celluloseether, Poly(oxazoline),
Poly(vinylacetamide), teilhydrolysierter Poly(vinylacetat/Vinylalkohol),
Poly(acrylsäure),
Poly(acrylamid), Poly(alkylenoxid), sulfonierte oder phosphatierte
Polyester und Polystyrole, Casein, Zein, Albumin, Chitin, Chitosan,
Dextran, Pectin, Collagenderivate, Collodian, Agar-Agar, Pfeilwurz,
Guar, Carrageenan, Tragantgummi, Xanthan, Rhamsan usw. In einem
weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist das hydrophile Polymer Poly(vinylalkohol), Hydroxypropylcellulose,
Hydroxypropylmethylcellulose, Gelatine oder ein Poly(alkylenoxid).
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das hydrophile
Bindemittel Poly(vinylalkohol). Das polymere Bindemittel sollte
so gewählt
werden, dass es mit den zuvor genannten Partikeln kompatibel ist.
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Die
Menge der verwendeten Bindemittel sollte ausreichen, um dem Tintenstrahlaufzeichnungselement eine
Kohäsionsfestigkeit
zu verleihen, aber so klein wie möglich sein, damit die durch
die Aggregate verbundene Porenstruktur nicht mit Bindemittel gefüllt wird.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung beträgt
das Gewichtsverhältnis
des Bindemittels zur Gesamtmenge der Partikeln zwischen 1:20 und
1:5.
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Wenn
die Bildempfangsschicht eine poröse,
partikelhaltige Schicht ist, muss das Porenvolumen ausreichend groß sein,
um die gesamte Drucktinte aufnehmen zu können. Wenn die poröse Schicht
beispielsweise 60 Vol.% offene Poren aufweist, muss sie eine physische
Dicke von mindestens 54 μm
haben, um 32 cm3/m2 Tinte
sofort aufnehmen zu können.
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Wie
zuvor erwähnt
beträgt
die Dicke von Schicht I) zwischen 35 und 50 μm, um das gesamte Lösungsmittel
aus der Tinte zu absorbieren, so dass das Aufzeichnungselement schnell
trocknet. Schicht 11) ist zwischen 2 und 6 μm dick, so dass die Bilddichte
eines darauf gedruckten Bildes optimal ist.
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Der
Träger
für das
in der Erfindung verwendete Tintenstrahlaufzeichnungselement kann
ein beliebiger Träger
sein, so wie er üblicherweise
für Tintenstrahlempfangselemente
Verwendung findet, wie beispielsweise harzbeschichtetes Papier,
Papier, Polyester oder mikroporöse
Materialien, wie polyethylenpolymerhaltiges Material, das von PPG
Industries, Inc., Pittsburgh, Pennsylvania, USA, unter dem Markennamen
Teslin
®,
Tyvek
® Synthetikpapier
(DuPont Corp.) vertrieben wird, und OPPalyte
® Folien
(Mobil Chemical Co.) sowie andere, in
US-A-5,244,861 aufgeführte Verbundfolien. Lichtundurchlässige Träger sind
u. a. Normalpapier, beschichtetes Papier, Synthetikpapier, Fotopapierträger, schmelzextrusionsbeschichtetes
Papier und laminiertes Papier, wie biaxial orientierte Trägerlaminate.
Biaxial orientierte Trägerlaminate
werden in
US-A-5,853,965 ;
5,866,282 ;
5,874,205 ;
5,888,643 ;
5,888,681 ;
5,888,683 und
5,888,714 beschrieben. Diese biaxial
orientierten Träger
beinhalten einen Papiergrundträger
und einen biaxial orientierten Polyolefinbogen, typischerweise aus Polypropylen,
der auf eine oder beide Seiten des Papiergrundträgers auflaminiert ist. Transparente
Träger
sind u. a. Glas, Cellulosederivate, z. B. ein Celluloseester, Cellulosetriacetat,
Cellulosediacetat, Celluloseacetatpropionat, Celluloseacetatbutyrat;
Polyester, wie Poly(ethylenterephthalat), Poly(ethylennaphthalat),
Poly(1,4-cyclohexandimethylenterephthalat), Poly(butylenterephthalat)
und Copolymere davon; Polyimide; Polyamide; Polycarbonate; Polystyrol;
Polyolefine, wie Polyethylen oder Polypropylen; Polysulfone; Polyacrylate;
Polyetherimide und Mischungen daraus. Die zuvor aufgeführten Papiere
umfassen einen breiten Bereich an Papieren, von hochwertigen Papieren,
wie Fotopapieren, bis zu einfachen Papieren, wie Zeitungspapier.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird polyethylenbeschichtetes Papier verwendet.
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Der
in der Erfindung verwendete Träger
kann eine Dicke von 50 bis 500 μm,
vorzugsweise von 75 bis 300 μm
aufweisen. Antioxidantien, Antistatikmittel, Weichmacher und weitere
bekannte Additive können
bei Bedarf in den Träger
aufgenommen werden.
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Um
die Haftung der Tintenempfangsschicht auf dem Träger zu verbessern, kann die
Oberfläche
des Trägers
vor Aufbringen der Bildempfangsschicht einer Coronaentladung unterzogen
werden.
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In
der Erfindung verwendete Beschichtungszusammensetzungen können durch
eine Vielzahl bekannter Techniken aufgebracht werden, wie Tauchbeschichten,
Drahtumspannbeschichten, Schaberlamellenbeschichten, Gravurstreichverfahren
und Umkehrwalzenbeschichten, Gleitbeschichten, Perlbeschichten,
Extrusionsbeschichten, Vorhangbeschichten usw. Bekannte Beschichtungs-
und Trocknungsverfahren werden detaillierter in der Forschungsveröffentlichung „Research
Disclosure", Nr.
308119, Dezember 1989, Seite 1007 bis 1008, beschrieben. Gleitbeschichten
wird bevorzugt, wobei die Grundschichten und die Schutzschicht gleichzeitig
aufgebracht werden können.
Nach dem Beschichten werden die Schichten im Allgemeinen durch einfaches
Verdampfen getrocknet, das durch bekannte Techniken, beispielsweise
Konvektionserwärmung,
beschleunigt werden kann.
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Um
dem Tintenstrahlaufzeichnungselement eine mechanische Festigkeit
zu verleihen, können
Vernetzungsmittel in kleinen Mengen zugesetzt werden, die auf das
oben besprochene Bindemittel wirken. Ein derartiges Additiv verbessert
die Kohäsionsfestigkeit
der Schicht. Vernetzungsmittel, wie Carbodiimide, polyfunktionale
Aziridine, Aldehyde, Isocyanate, Epoxide, polyvalente Metallkationen
usw. sind verwendbar.
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Um
das Ausbleichen der Farbmittel zu reduzieren, können der Bildempfangsschicht
auch UV-Absorptionsmittel,
Radikalenlöscher
oder Antioxidantien zugesetzt werden, wie in der Technik bekannt
ist. Weitere Additive sind u. a. pH-Modifikatoren, Haftvermittler,
Rheologiemodifikatoren, Tenside, Biozide, Schmiermittel, Farbstoffe,
optische Aufheller, Mattiermittel, Antistatikmittel usw. Um eine
adäquate
Beschichtbarkeit zu erzielen, sind in der Technik bekannte Additive
verwendbar, wie Tenside, Schaumhemmer, Alkohol usw. Ein gängiges Maß an Beschichtungsmitteln
beträgt
0,01 bis 0,30% aktiver Beschichtungshilfen, bezogen auf das Gesamtgewicht
der Lösung.
Diese Beschichtungshilfen können
nichtionisch, anionisch, kationisch oder amphoter sein. Konkrete
Beispiele werden in McCutcheon's
Band 1: Emulsifiers and Detergents (Emulgatoren und Detergenzien),
1995, Ausgabe Nordamerika, beschrieben.
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Die
Beschichtungszusammensetzung kann entweder aus Wasser oder organischen
Lösungsmitteln aufgetragen
werden, wobei Wasser bevorzugt wird. Der Gesamtgehalt an Feststoffen
sollte so gewählt
werden, dass eine geeignete Beschichtungsdicke auf möglichst
wirtschaftliche Weise erzeugt werden kann, wobei für partikelhaltige
Beschichtungsformulierungen Feststoffanteile von 10–40% typisch
sind.
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Die
zur Bebilderung der erfindungsgemäßen Aufzeichnungselemente verwendeten
Tintenstrahltinten sind in der Technik bekannt. Die im Tintenstrahldrucken
verwendeten Tintenzusammensetzungen sind typischerweise flüssige Zusammensetzungen
aus einem Lösungsmittel
oder einer Trägerflüssigkeit,
Farbstoffen oder Pigmenten, Feuchthaltemitteln, organischen Lösungsmitteln,
Detergenzien, Verdickern, Konservierungsstoffen usw. Das Lösungsmittel
oder die Trägerflüssigkeit
kann reines Wasser sein oder Wasser, das mit anderen wassermischbaren
Lösungsmitteln,
wie mehrwertigen Alkoholen, gemischt ist. Tinten, in denen organische
Materialien, wie mehrwertige Alkohole, die vorherrschende Träger- oder
Lösungsmittelflüssigkeit
sind, sind ebenfalls verwendbar. Insbesondere sind gemischte Lösungsmittel
aus Wasser und mehrwertigen Alkoholen geeignet. Die in diesen Zusammensetzungen
verwendeten Farbstoffe sind typischerweise wasserlösliche Direktfarbstoffe
oder saure Farbstoffe. Derartige flüssige Zusammensetzungen sind
in der Technik bereits ausführlich
beschrieben worden, beispielsweise in
US-A-4,381,946 ;
4,239,543 und
4,781,758 .
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Die
folgenden Beispiele dienen zur Veranschaulichung der Erfindung.
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Beispiel
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Element 1 (Vergleichselement V-2)
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Eine
Beschichtungslösung
für die
Bildempfangsschicht wurde hergestellt, indem hochdisperses Aluminiumoxid
(Cab-O-Sperse® PG003,
Cabot Corp.), Poly(vinylalkohol) (Gohsenol® GH-23A,
Nippon Gohsei Co.) und Beizmittel-Polymerpartikeln eines Copolymers
aus (Vinylbenzyl)trimethylammoniumchlorid und Divinylbenzol (Molverhältnis 87:13)
im Verhältnis 85:3:12
kombiniert wurden, um eine wässrige
Beschichtungsformulierung mit 10 Gew.-% Feststoffen zu erhalten.
Die Tenside Zonyl® FSN (E. I. du Pont de
Nemours and Co.) und Olin® 10G (Dixie Chemical Co.)
wurden in kleinen Mengen als Beschichtungshilfen zugegeben.
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Eine
Beschichtungslösung
für die
Grundschicht wurde hergestellt, indem hochdisperses Aluminiumoxid
(Cab-O-Sperse® PG003,
Cabot Corp.), Poly(vinylalkohol) (Gohsenol® GH-23A,
Nippon Gohsei Co., Ltd.) und 2,3-Dihydroxy-1,4-Dioxan (Clariant
Corp.) im Verhältnis
88:10:2 kombiniert wurden, um eine wässrige Beschichtungsformulierung
mit 30 Gew.-% Feststoffen zu erhalten.
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Die
Schichten wurden gleichzeitig bei 40°C im Perlbeschichtungsverfahren
auf einen polyethylenbeschichteten Papierträger aufgetragen, der zuvor
einer Coronaentladung unterzogen worden war. Die Bildempfangsschicht
wurde über
der Grundschicht aufgetragen. Die Beschichtung wurde anschließend bei
60°C und Zwangsluft
getrocknet, um ein zweischichtiges Aufzeichnungselement zu erzeugen,
dessen oberste und untere Schicht 1 μm bzw. 39 μm dick waren.
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Erfindungsgemäße Elemente 2–5
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Die
Elemente 2–5
wurden hergestellt wie Vergleichselement V-2, mit dem Unterschied,
dass die Dicke der Bildempfangsschicht und der Grundschicht wie
in Tabelle 1 aufgeführt
variierte.
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Vergleichselemente V-1 und V-3 bis V-9
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Die
Vergleichselemente V-1 und V-3 bis V-9 wurden hergestellt wie Vergleichselement
V-2, mit dem Unterschied, dass die Dicke der Bildempfangsschicht
und der Grundschicht wie in Tabelle 1 aufgeführt variierte.
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Vergleichselemente V-10 bis V-12
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Diese
Elemente wurden hergestellt wie Vergleichselement V-2, mit dem Unterschied,
dass die wasserunlöslichen,
kationischen Polymerpartikeln eines Copolymers aus (Vinylbenzyl)trimethylammoniumchlorid und
Divinylbenzol (Molverhältnis
87:13) mit folgenden kationischen Vergleichspartikeln, die wasserlöslich sind, ersetzt
wurden: Polyethylenimin, erhältlich
als Lupasol® PEI
bei BASF Corp. (in V-10).
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Poly(diallyldimethylammoniumchlorid),
erhältlich
als Merquat® 100
bei Calgon Corp. (in V-11).
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Poly[N-[3-(dimethylamino)propyl]-N'-[3-ethylenoxyethylendimethylammonium)propyl]harnstoffdichlorid],
erhältlich
als Mirapol® WT
bei Rhone-Poulenc Co. (in V-12).
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Beschichtungsqualität
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Die
getrockneten Beschichtungen wurden per Sichtprüfung auf Rissfehler untersucht.
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Glanz
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Der
Glanz der getrockneten Beschichtungen wurde bei 60° gerichteter
Reflexion mit einem Glanzmessgerät
des Typs Gardener® gemessen. Ein Glanzmessergebnis
von mindestens ca. 60% ist wünschenswert.
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Trocknungszeit
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Testbilder
cyanfarbener, magentafarbener, gelber, roter, grüner, blauer und schwarzer Balken
von jeweils 1,1 cm mal 13,5 cm wurden mit einem Drucker des Typs
Epson Stylus
® Photo
870 und Tinten mit der Katalognummer T008201 gedruckt. Unmittelbar
nach Auswerfen aus dem Drucker wurde ein Bankpostpapier über das
gedruckte Bild gelegt und mit einem glatten, schweren Gewicht abgerollt.
Dann wurde das Bankpostpapier von dem gedruckten Bild getrennt.
Wenn das Aufzeichnungselement nicht trocken war, übertrug
sich Tinte auf das aufgelegte Papier. Die Länge des auf dem aufgelegten
Papier abgebildeten Balkens wurde gemessen. Die Länge des
auf dem aufgelegten Papier abgebildeten Balkens wurde gemessen und
steht im Verhältnis
zur Trocknungszeit. Trocknungszeiten, die einer Länge von
ca. 4 cm oder weniger entsprechen, sind annehmbar. Tabelle 1
| Aufzeichnungselement | Grundschicht (μm) | Bildempfangsschicht
(μm) | 60° Glanz (%) | Beschichtungqualität | Proportionale Trocknungszeit
(cm) |
| V-1 | 38 | 0 | 47 | keine
Rissbildung | 5 |
| V-2 | 39 | 1 | 68 | keine
Rissbildung | 0 |
| 2 | 38 | 2 | 68 | keine
Rissbildung | 2 |
| 3 | 38 | 3 | 67 | keine
Rissbildung | 3 |
| 4 | 37 | 3 | 69 | keine
Rissbildung | 1.5 |
| 5 | 36 | 4 | 72 | keine
Rissbildung | 0 |
| V-3 | 34 | 6 | 73 | Rissbildung | 6 |
| V-4 | 33 | 7 | 73 | Rissbildung | 5 |
| V-5 | 32 | 8 | 72 | Rissbildung | 5 |
| V-6 | 31 | 9 | 73 | Rissbildung | 5 |
| V-7 | 30 | 10 | 70 | Rissbildung | 5 |
| V-8 | 29 | 11 | 72 | Rissbildung | 7 |
| V-9 | 28 | 12 | 72 | starke
Rissbildung | 7 |
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Die
Werte in Tabelle 1 zeigen, dass die Kombination von Glanz, Beschichtungsqualität und Trocknungszeit
bei den erfindungsgemäßen Elementen
2–5 besser
ausfällt
als bei den Vergleichselementen.
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Dichtetest
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Testbilder
von Feldern in den Farben Cyan, Magenta, Gelb, Rot, Grün und Blau
bei 100%igem Tintenauftrag wurden mit einem Drucker des Typs Epson
Stylus
® Photo
870 und Tinten mit der Katalognummer T008201 auf die erfindungsgemäßen Elemente
2–5 und
die Vergleichselemente V-2 und V-10 bis V-12 gedruckt. Nach einer
Trocknungszeit von 24 Stunden bei Raumtemperatur und Raumfeuchtigkeit
wurden die Status A-Maximaldichten mithilfe eines Densitometers
des Typs X-Rite
® 820
wie folgt gemessen (für
die jeweiligen roten, grünen
und blauen Dichten wurden die Zweikomponentenfarbdichten gemessen
und gemittelt): Tabelle 2
| Element | Status-A-Maximaldichte |
| | Rot | Grün | Blau |
| V-2 | 1,28 | 1,50 | 1,60 |
| 2 | 1,39 | 1,62 | 1,74 |
| 3 | 1,45 | 1,70 | 1,84 |
| 4 | 1,46 | 1,70 | 1,84 |
| 5 | 1,51 | 1,80 | 1,88 |
| V-10 | 1,23 | 1,33 | 1,47 |
| V-11 | 1,06 | 1,23 | 1,33 |
| V-12 | 1,12 | 1,24 | 1,38 |
-
Die
Werte in Tabelle 2 zeigen, dass die Beispiele 2 – 5 höhere Dichten aufwiesen als
die Vergleichselemente V-2 und V-10 bis V-12.